geokimia panas bumi di kecematan ngebel kabupaten ponorogo

Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
GEOKIMIA PANAS BUMI
DI KECEMATAN NGEBEL KABUPATEN PONOROGO, PROVINSI
JAWA TIMUR
Pipin Kurniawan1, Handoko Teguh Wibowo, 2
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ABSTRACT
This final project is conducted in Wagir Lor , Ngebel district, Ponorogo Regency-East Java and its
surrounding. The writer conducted this research in this area because this area is included as one area in
Indonesia that has geothermal potential. Based on the geological mapping, the morphometry of the mapped
area is divided into 3 morphological units, namely slightly sloping highland morphological unit, sloping
highland morphological unit, and steep highland morphological unit. The oldest lithostatigraphic structure
of this area is Breccia, Tuff, and intrusive andesite which were deposited in the early Pleistocene epoch up to
the up late Pleistocene epoch with on land sedimentation area. The geological structure of the mapped area
is joint and sinistral fault. The geothermal source comes from the geothermal system that exists in the
research area which is from the andesite rocks that penetrate the breccia layer above it and the heat is
transferred to the surface through the formed fractures as the effect of existence of fault with the river as the
media. The manifestation of geothermal system is located at LP5 with the coordinate of X=570103
Y=9135897, 631 mdpl elevation, hot spring manifestation type, Volcanic Waters type (HCO 3 = 2.43%, Cl =
0.45%, SO4 = 97.10%), pH 8, 57oC temperature and 37 oC surrounding temperature; and at LP11 with the
coordinate of X=570504 Y=9136196, 721 mdpl elevation, Solfatar manifestation type, Mature Waters type
(HCO3 = 13%, Cl = 86.58%, SO4 = 0.40%) pH 2, 55 oC water temperature and 32oC surrounding
temperature.
Keywords: geology, mapping, geochemistry, manifestation, geothermal
ABSTRAK
Tugas akhir ini dilakukan di Desa Wagir lor dan sekitarnya, kecamatan Ngebel, Kabupaten Ponorogo,
Propinsi Jawa Timur. Penulis melakukan penelitian di daerah ini karena daerah ini termasuk salah satu
daerah di Indonesia yang memiliki potensi panas bumi.Berdasarkan hasil pemetaan geologi, morfometri
daerah pemetaan dapat dibagi menjadi 3 satuan morfologi yaitu, Satuan morfologi pegunungan agak miring,
Satuan morfologi pegunungan miring, Satuan morfologi pegunungan terjal. Susunan litostratigrafi mulai dari
yang tertua adalah Breksi, Tuff, dan batuan terobosan Andesit yang di endapkan pada zaman Plistosen awal
hingga Plistosen akhir, dengan lingkungan pengendapan di darat.Serta struktur geologi yang ada di daerah
pemetaan adalah kekar dan sesar geser kiri.Sumber panas dari sistem panas bumi yang terdapat pada daerah
penelitian berasal dari batuan andesit yang mengintrusi lapisan batuan breksi yang ada di atasnya serta
panasnya disalurkan menuju permukaan dengan media rekahan rekahan yang terbentuk akibat adanya sesar
dengan sungai sebagai bidangnya Manifestasi Sistem Panas bumi yang terdapat pada daerah penelitian
terletak pada LP5 dengan koordinat X= 570103 Y= 9135897, elevasi 631 mdpl, tipe manifestasi Hot springs,
jenis air Volcanic Waters (HCO3 = 2,43%, Cl = 0,45%, SO4 = 97,10%) , pH 8, suhu air 57°C dan suhu udara
di sekitar 37°C serta pada LP11 dengan koordinat X= 570504 Y= 9136196, elevasi 721 mdpl, tipe
manifestasi Solfatar, jenis air Mature Waters (HCO3 = 13%, Cl = 86,58%, SO4 = 0,40%), pH 2, suhu air
55°C dan suhu udara di sekitar 32°C.
Kata Kunci : Geologi, Pemetaan, Geokimia, Manifestasi, Panas Bumi
PENDAHULUAN
Energi panas bumi, adalah energi panas yang tersimpan dalam batuan di bawah permukaan
bumi dan fluida yang terkandung didalamnya. Morfologi daerah berbukit sedang sampai berbukit
terjal dengan jurang yang curam, batuan yang tersingkap sebagian sudah lapuk terdiri dari batuan
piroklastik, lava andesit, breksi dan tuff. Lokasi daerah yang di maksud terletak di antara wagir lor
dan talun berada di daerah sepanjang sungai yang mengalir dari talun ke sugihan.hal ini yang
mendorong peneliti untuk melakukan kajian berupa geokimia panas bumi di Kecamatan Ngebel
dan sekitarnya, Kabupaten Ponorogo. Rumusan masalahnya adalah mengetahui jenis morfologi
D - 107
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
kondisi geologi daerah kecamatan Ngebel ?, macam macam litologi dan struktur geologi daerah
kecamatan Ngebel ?, peta sebaran manifestasi panas bumi di daerah kecamatan Ngebel ?,
mengetahui unsur kimia yang ada di fluida panas bumi di daerah kecamatan Ngebel ?, mengetahui
jenis air manifestasi panas bumi di daerah kecamatan Ngebel ?. Batas masalahnya yaitu
mengetahui kondisi geologi daerah pengamatan dengan luas 9x6km, kajian hubungan kondisi
geologi dengan hubungan manifestasi panas bumi pada daerah pengamatan, terdapatnya
manifestasi panas bumi di daerah penelitian, Analisis geokimia yang ada pada fluida manifestasi
dari hasil UPT Laboraturium Uji Kualitas air dan Mineral (dari ESDM Surabaya). Letak dan
kesampaian daerah adalah Kecamatan Ngebel, Kabupaten Ponorogo, Provinsi Jawa Timur. Posisi
UTM antara (x,y): (562000-571000, 9132000-9138000). Daerah penelitian memilik luas 9,0 km x
6,0 km ( 54,00 km2 ).
TINJAUAN PUSTAKA
Konsep Panas Bumi
Disini proses yang terjadi yaitu akibat adanya tumbukan antara lempeng samudra dan lempeng
benua, lempeng samudra menunjam ke bawah (subduksi) lempeng benua. Sementara itu kandungan
H2O yang tinggi pada batas antara lempeng benua dan lempeng samudera memicu
terjadinya partial melting yang mengakibatkan adanya fluida panas bumi. Disinilah terjadi
pemisahan antara fase liquid dan fase gas pada fluida panas bumi. Fluida gas ini akan lebih mudah
menerobos menuju permukaan bumi menjadi furnaroles disekitar puncak dan lereng gunung api.
Sisa fluida panas bumi yang masi di dalam akan mengalir secara lateral dimana akan bercampur
dengan air tanah dan keluar di permukaan sebagai mata air (Suparno 2009).
Manifestasi Panas Bumi
Manifestasi permukaan adalah tanda-tanda alam yang nampak di permukaan tanah sebagai
petunjuk awal adanya aktifitas panas bumi di bawah permukaan bumi.
Manifestasi panas bumi ini dapat berupa :
Tanah Hangat (Warm Ground)
Permukaan Tanah Beruap
Mata Air Panas Atau Hangat
Telaga Air Panas
Fumarole
Geyser
Kubangan Lumpur Panas
Silika Sinter
Batuan Yang Mengalami Alterasi (Saptadji, 2001)
Geokimia Fluida Panas Bumi
Sifat-sifat geokimia fluida pada lapangan lapangan panas bumi biasanya dapat di kenali dan ahli geokimia
bertugas menganalisa proses yang mengontrolnya untuk mengetahui karakteristik masing-masing system panas
bumi.Analisis geokimia fluida panas bumi yang paling sederhana dan bermanfaat untuk secara mengenali variasi fluida
pada suatu sitem panas bumi adalah klasifikasi menggunakan komposisi anion. Geokimia fluida panas bumi ini berupa
:
Air klorida
Air asam sulfat
Air bikarbonat
Air brine
Air meteoric
Geotermo Meter Silika
Geotermometer silika umumnya baik di gunakan untuk reservoir bertemperatur >150°C ,karena untuk di bawah
suhu 150°C kandungan silica di control oleh kalsedon.
D - 108
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
geotermometer
persamaan
referensi
Quaz-no steam loss
Quaz- maximum steam loss at
100°C
T=1309/5.19-log(SIO2)-273.15
Fournier (1977)
T=1522/5.75-log(SIO2)-273.15
Fournier (1977)
METODE
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pemetaan geologi
permukaan, dimana data yang diambil meliputi data litologi batuan, data sebaran manifestasi panas
bumi dan bukti-bukti foto data penunjang kajian metode pemetaan geologi permukaan (surface
mapping), yaitu melakukan pengamatan langsung pada singkapan di lapangan.Data yang diambil
berupa data litologi, morfologi, struktur geologi, dan geologi lingkungan melalui pengamatan pada
singkapan dan juga dilakukan pengukuran dan pencatatan di lapangan.
Analisa Data
Analisis Manifestasi Panas Bumi
Analisis Petrografi
Analisa Fluida
Analisa Struktur
Analisa Stratigrafi
Analisa Morfologi
Diagram Alir Penelitian
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
D - 109
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
Geologi Regional
Geomorfologi Regional
Geomorfologi regional daerah pemetaan menurut Van Bemmelen, terdiri dari 5
zona. Van Bemmelen (1949) membagi fisiografi Jawa Timur menjadi 5 zona fisiografis,
zona-zona tersebut terdiri dari:
1. Zona Kendeng (Kendeng Zone)
2. Zona Rembang (Rembang Zone)
3. Zona Depresi Tengah (Central Depresion)
4. Zona Arial Ridge.
5. Zona Lereng Selatan Arial Ridge
Stratigrafi Regional
Secara fisiografi daerah Ponorogo & sekitarnya terletak pada jalur Pegunungan
Selatan Jawa Timur dan termasuk dalam formasi Andesit Tua (Van Bemmelen,1949).
Zona Pegunungan Selatan di Jawa Timur pada umumnya merupakan blok yang terangkat
dan miring ke arah selatan. Batas utaranya ditandai escarpment yang cukup kompleks.
Struktur Regional
Struktur geologi di daerah Pegunungan Selatan bagian timur berupa perlapisan
homoklin, sesar, kekar dan lipatan. Struktur utama yang berkembang di Daerah
Pegunungan Selatan Bagian Timur ini terutama adalah sesar yang berkembang di
sepanjang Sungai Grindulu dan kemungkinan besar struktur inilah yang menimbulkan
banyak dijumpai mineralisasi di daerah ini
Geologi Daerah Penelitian
Geomorfologi Daerah Penelitian
Berdasarkan relief, litologi, genesa, dan kenampakan morfologi dan morfogenesa di
lapangan, maka bentuk lahan di daerah pemetaan adalah satuan morfologi berdasarkan
kelas kelerengannya, yaitu :
Satuan morfometri agak miring (Hijau Muda)
Satuan morfometri miring (Kuning)
Satuan morfometri agak curam (Jingga)
Gambar 2. Peta Geomorfologi Daerah Penelitian
Pola Aliran dan Stadia Sungai
Sistem pengaliran yang berkembang di daerah pemetaan ini dikontrol oleh struktur
geologi dan jenis batuannya. Seperti diketahui bahwa air mengalir dari dataran tinggi /
tempat tinggi ke tempat yang rendah.
D - 110
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
Gambar 3. Peta Pola Aliran Sungai Daerah Penelitian
Stratigrafi Daerah Penelitian
Klasifikasi satuan stratigrafi daerah pemetaan berdasarkan atas kenampakan
megaskopis, ciri litologi dilapangan dan penamaannya merupakan satuan litostratigrafi
tidak resmi, dimana pembagian satuan itu sendiri dengan dasar pemerian deskriptif ciri
fisik dan dominasi batuan yang ada.
1. Satuan Litologi Lava
2. Satuan Litologi Tuff
3. Satuan Litologi Breksi
Struktur Geologi Daerah Penelitian
Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan struktur geologi yang dijumpai di daerah
pengamatan adalah kekar (kekar gerus). Pada umumnya struktur-struktur tersebut
dijumpai di lereng Gn. Kutut & Gn. Burder pada litologi andesit. Selain itu juga terdapat
dugaan sesar geser serta dugaan gawir sesar.
Perkiraan Sesar Geser (Strike Slip)
Perkiraan sesar geser dijumpai didaerah pemetaan yakni berbentuk sesar geser
kanan (Dextral Strike Slip) serta dominasi dugaan sesar geser kiri (Sinistral Strike Slip).
Perkiraan patahan ini didapatkan dari analisa dan interpretasi peta topografi daerah
pemetaan.
Gambar 4. Peta Geologi Daerah Penelitian Beserta Interpretasi Keberadaan Perkiraan Sesar Geser
(Strike Slip)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sejarah Geologi Daerah Penelitian
Pada zaman Plistosen Awal lokasi pemetaan yang berlokasi di Kabupaten Ponorogo,
Kecamatan Ngebel & Sekitarnya terbentuk satuan lava. Pada zaman Plistosen Awal pula,
D - 111
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
tepatnya di atas satuan lava & satuan breksi diendapkan lagi satuan tuff. Diatas satuan
tuff kemudian terendapkan satuan breksi dengan sub satuan breksi andesitan yang lebih
terkompakkan dengan baik. Struktur yang terdapat di daerah penelitian merupakan
struktur kekar, struktur kekar yang terdapat di lokasi pemetaan yaitu jenis kekar tarik,
kekar gerus (berpasangan) dan perkiraan gawir sesar.
Potensi Geologi Daerah Penelitian
Potensi geologi secara umum dibagi menjadi 2 bagian yaitu potensi positif dan
potensi negatif. Potensi positif berupa potensi sesumber yang dapat dimanfaatkan untuk
keperluan tertentu, sedangkan potensi negatif berupa potensi bencana yang bersifat
merusak baik dalam skala kecil maupun skala besar.
Potensi Sebaran Manifestasi di Daerah Penelitian
Manifestasi Panas Bumi
Pada umumnya analisa manifestasi panas bumi daerah pengamatan dapat di lakukan dengan
beberapa indikator, hal ini tergantung pada daerahnya dan sistematika indikasi adanya panas bumi.
Beberapa indicator yang bias di interpresentasikan dia antaranya dengan adanya kemunculan mata
air panas/hangat , analisa kimia air, pengambilan sample air.Secara umum tekanan di bawah
permukaan bumi lebih rendah dari pada tekanan di bawah permukaan bumi.Berdasarkan kejadian
ini,air panas maupun uap air panas yang terperangkap di bawah permukaan bumi akan berupaya
mencari jalan terobosan supaya supaya bias keluar ke permukaan bumi.
Mata Air Hot Spring
Manifestasi panas bumi yang di temukan di daerah lereng gunung kutut berupa permunculan mata
air panas. Beberapa mata air panas di temukan berasosiasi dengan endapan sinter silika seperti di
temukan di lokasi mata air panas di daerah wagir lor pada ketinggian 631 m dpl yang mempunyai
kandungan fluida ph 8 , temperatur suhu 57°C dan suhu udara di sekitar 37°C.Air panas terbentuk
karena aliran panas dari bawah permukaan melalui rekahan batu-batuan
Gambar 5. Hot Spring
Mata Air Panas ( solfatar )
Manifestasi panas bumi yang di temukan di daerah lereng gunung kutut berupa permunculan
mata air panas (solfatar). Beberapa mata air panas (solfatar) di temukan tuff yang teralterasi seperti
di temukan di lokasi mata air panas (solfatar) di daerah talun pada ketinggian 712 m dpl yang
mempunyai kandungan fluida ph 2 , temperatur suhu 55°C dan suhu udara di sekitar 32°C.
Terbentuk karena rekahan yang memancarkan uap panas (dry stream) atau uap panas yang
mengandung butir-butiran air (well stream) yang mengandung gas H2S
D - 112
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
Gambar 6. Solfatar
Karakteristik Kimia Dalam Panas Bumi Penelitian
Tabel 1 Analisis Kimia Air Panas
Tabel 2. Analisa Perhitungan Kandungan HCO3,CL dan SO4
Sehingga dapat di simpulkan pada LP 5 :
Tipe jenis air Klorida yang di cirikan dengan Ph netral sedikit basa pada manifestasi permukaan
di cirikan oleh kenampakan yang jernih sering berasosiasi dengan endapan silica sinter.
Dan di LP 11 :
D - 113
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
Tipe jenis air Asam sulfat di cirikan CL (klorin) yang rendah sedangkan SO 4 (sulfat) yang tinggi
terdapat pada daerah vulkanik. Pada manifestasi di permukaan di cirikan oleh kenampakan jenis air
yang keruh sering berasosiasi dengan kolam lumpur.
Dengan di hitungnya (SiO2) Geotermometer silica (fourner 1977)
Maka di LP 5: (SiO2) = 94°C
T=1522/5.75-log(SIO2)-273.15
=1522/5.75-(1.97)-273.15
=402.64-273.15
=129.49°C
Di LP 11 : (SiO2) = 206°C
T=1309/5.19-log(SIO2)-273.15
= 1309/5.19-(2.31)-273.15
= 459.98-273.15
= 181.83°C
Dari hasil perhitungan di atas maka dapat di simpulkan / kecocokan karaena suhu silica di bawah
temperature 150°C kandungan silica yang sangat cepat pada manifestasi permukaan terdapatnya
kenampakan endapan silica amorf. Sedangkan di LP 11 mempunyai nilai geotermometer silica
yang lebih besar dari 150°C kandungan silica yang yang tidak cepat sehingga tidak terbentuknya
endapan silica amorf melainkan SiO4 (asam sulfat) yang tinggi pada manifestasi di permukaan
terdapatnya jenis air yang keruh sering berasosiasi dengan kolam lumpur.
Gambar 7. Peta Sebaran Manifestasi Panas Bumi Daerah Penelitian
D - 114
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
KESIMPULAN
1. Jenis air pada LP 5 klorida yang di cirikan dengan Ph netral sedikit basa pada manifestasi
permukaan di cirikan oleh kenampakan yang jernih sering berasosiasi dengan endapan silica
sinter.
2. Jenis air pada LP 11 asam sulfat di cirikan CL (klorin) yang rendah sedangkan SO 4 (sulfat) yang
tinggi terdapat pada daerah vulkanik. Pada manifestasi di permukaan di cirikan oleh
kenampakan jenis air yang keruh sering berasosiasi dengan kolam lumpur.
3. Dengan di hitungnya (SiO2) Geotermometer silica (fourner 1977). Maka di LP 5: (SiO2) = 94°C
mempunyai nilai 129.49°C dan LP 11 : (SiO2) = 206°C mempunyai niilai 181.83°C.
4. Dari hasil perhitungan di atas maka dapat di simpulkan / kecocokan karaena suhu silica di
bawah temperature 150°C kandungan silica yang sangat cepat pada manifestasi permukaan
terdapatnya kenampakan endapan silica amorf. Sedangkan di LP 11 mempunyai nilai
geotermometer silica yang lebih besar dari 150°C kandungan silica yang yang tidak cepat
sehingga tidak terbentuknya endapan silica amorf melainkan SiO4 (asam sulfat) yang tinggi pada
manifestasi di permukaan terdapatnya jenis air yang keruh sering berasosiasi dengan kolam
lumpur.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Bemmelen Van, R. W, 1949, The Geology of Indonesia, Vol I-A, Gov. Printed Office, The
Hague, 732 p.
[2]. Corbett, G. J., & Leach, T. M., 1996, Southwest Pacific Rim Gold Copper Systems :
Structure, Alteration and Mineralization, Jakarta.
[3]. Djauhari Noor,2008, Pengantar Geologi,Pakuan University Press.
[4]. Howard, A.D., 1966, Drainage Analysis in Geology, A Summation, AAPG Bulletin, Vol. 51, p.
224-295.
[5]. Komisi Sandi Stratigrafi Indonesia., 1996, Sandi Stratigrafi Indonesia, IAGI, Jakarta Selatan.
[6]. Howard, A.D., 1966, Drainage Analysis in Geology, A Summation, AAPG Bulletin, Vol. 51, p.
224-295.
[7]. Hanang Samodra, 1988, Pengantar dasar ilmu Gunung Api, Nova.
[8]. Suyanto, dkk., 1992, geologi lembar turen, jawa timur, pusat penelitian dan pengembangan
geologi, bandung.
[9]. Van Zuidam, R.A, 1983, Guide to Geomorphologic Aerial Photographic Interpretation and
Mapping, ITC, Enschede The Netherlands.
[10]. Dinas Pertambangan Dan Energi Provinsi Jawa Barat,Survey pendahuluan Potensi Panas
Bumi Gunung Tampomas Kabupaten Sumedang, 2005,Bandung
[11]. Muharjo,Peta geologi panas bumi Gunung Tampomas Kabupaten Sumedang ,1981,Bandung.
(Tidak di publikasikan).
[12]. Geothermometer silica . (1977) . Fournier
D - 115
Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016
Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
ISBN 978-602-98569-1-0
- halaman ini sengaja dikosongkan -
D - 116